近期智能手機攝像頭 “打快板”在微博上火了起來。手機能不能“打快板”和手機質(zhì)量沒有關(guān)聯(lián)?!翱彀迓暋笔枪鈱W(xué)防抖結(jié)構(gòu)留有空隙晃動發(fā)聲,而大多數(shù)設(shè)置光學(xué)防抖的手機均能聽到“快板聲”,但手機“快板聲”小和聽不到“快板聲”并不意味著手機沒有光學(xué)防抖,如果能聽到“快板聲”則意味著光學(xué)防抖實實在在存在手機內(nèi)部。
事情的緣由是某旗艦手機晃動手機后會出現(xiàn)“噠噠噠”的聲音,而這種聲音被同行戲稱為“快板聲”,這里的“快板聲”實際是鏡頭防抖模組的晃動聲,那么鏡頭防抖為什么會出現(xiàn)聲音?鏡頭防抖有哪些類型?今天我們就探究這個問題。
01 手機拍照為什么需要防抖?
眾所周知,我們使用手機拍照的過程中都會讓手機產(chǎn)生位移,為了防止拍出的照片“糊”掉,影像系統(tǒng)中的防抖機制會在拍攝的過程中介入。目前手機中的防抖機制主要為光學(xué)防抖和(OIS)電子防抖(EIS)兩大類。
光學(xué)防抖(OIS)
光學(xué)防抖的簡寫OIS為Optical image stabilization的縮寫。這種防抖的實現(xiàn)原理是通過鏡頭的浮動實現(xiàn)糾正畫面的效果,實現(xiàn)原理為利用手機內(nèi)部的陀螺儀檢測移動,通過處理器的識別及時補償鏡頭移動,從而有效克服外力導(dǎo)致的拍攝畫面模糊。
光學(xué)防抖原理
實際使用中,手機光學(xué)防抖在弱光環(huán)境、變焦和運動中拍攝的過程中有較好的防抖體驗。但對于手機來說,單純擁有光學(xué)防抖不完全能夠拍出好照片,電子防抖在拍攝中的作用也很重要。
電子防抖(EIS)
電子防抖準確來說是一種軟件性的防抖技術(shù),主要是通過軟件層面的設(shè)計實現(xiàn)對于拍攝過程中的補償。當(dāng)拍攝畫面“糊”了后,電子防抖算法會對模糊部分進行補償。
從光學(xué)防抖和電子防抖的實際工作原理來看,光學(xué)防抖起的作用會更大一些,另外從實際的拆機來看,手機的傳感器集成度越來越高,光學(xué)防抖從鏡頭防抖+傳感器防抖發(fā)展為一體式防抖,防抖機制直接融合為鏡頭+傳感器一體式防抖,提升防抖性能的同時也降低了大批量生產(chǎn)的難度。而手機晃動產(chǎn)生的聲音主要來自光學(xué)防抖。
02 目前主流的光學(xué)防抖方案
目前市面上主流的 OIS 光學(xué)防抖方案有三種:分別是懸絲結(jié)構(gòu)防抖、滾珠結(jié)構(gòu)防抖和記憶金屬式光學(xué)防抖。
懸絲結(jié)構(gòu)防抖
懸絲結(jié)構(gòu)防抖是手機中最廣泛采用的光學(xué)防抖技術(shù)。具體原理是鏡頭組件通過4根等長的懸絲固定在用電磁場懸掛起來的平面穩(wěn)定架上,從正面看上去傳感器就像是被懸絲掛起來一樣,懸絲通電后在磁場作用力下可以沿任意方向移動(移動方向、距離一般由手機芯片、陀螺儀等運算得出),懸絲結(jié)構(gòu)的位移一般控制在正負100微米以內(nèi)。
懸絲結(jié)構(gòu)原理與單反相機光學(xué)防抖原理一致,但手機攝像頭體積要比相機小很多,懸絲的長度短,懸絲結(jié)構(gòu)很容易實現(xiàn)X軸、Y軸移動,但Z軸移動(鏡頭前后移動)時需要AF對焦馬達作相應(yīng)運動來進行補償。整體靈活性不足,體積也難以被控制。另外,磁性配件也可能會對懸絲式防抖造成影響。
滾珠結(jié)構(gòu)防抖
滾珠結(jié)構(gòu)防抖可以說是針對懸絲防抖結(jié)構(gòu)的不足而開發(fā)的,滾珠結(jié)構(gòu)防抖去掉了懸絲結(jié)構(gòu),將其替換為X軸、Y軸上的兩層滾珠滑軌結(jié)構(gòu),解決了傳統(tǒng)懸絲結(jié)構(gòu)防抖進行Z軸防抖是需要對焦馬達參與的問題。滾珠結(jié)構(gòu)防抖的工作原理是由滾珠帶動整個鏡頭模組進行防抖,工作過程中Z軸方向與圖像傳感器的距離不變。
相較于懸絲結(jié)構(gòu)防抖,滾珠結(jié)構(gòu)防抖的技術(shù)優(yōu)勢體現(xiàn)在:可以做出更大幅度的補償角度;位移控制更精準、靈敏度更高、穩(wěn)定性更強;功耗更低;可靠性更強:滑軌結(jié)構(gòu)可控性強、磨損小、元件強度更大、故障率更低;同時攝像頭的厚度更容易控制。目前中高端手機多采用這種防抖結(jié)構(gòu)。
記憶金屬式光學(xué)防抖
記憶金屬式光學(xué)防抖結(jié)構(gòu)圖
記憶金屬式光學(xué)防抖,顧名思義,這是通通過調(diào)節(jié)記憶金屬的溫度來控制鏡頭移動的光學(xué)防抖方式。這項技術(shù)首發(fā)搭載于P30 Pro,P30 Pro超大主攝傳感器如果用傳統(tǒng)光學(xué)防抖技術(shù),那么傳感器的體積無法得到控制,傳感器對于光學(xué)防抖的反饋的靈敏度也會降低,同時記憶金屬式防抖防抖帶來的另一好處是傳感器整體重量得到有效控制。
傳統(tǒng)懸絲防抖運動(圖左、圖中)和記憶金屬式防抖運動(圖右)
記憶金屬式光學(xué)防抖的防抖過程中轉(zhuǎn)動整個鏡頭模組而不是僅轉(zhuǎn)動鏡頭,當(dāng)整個模組在防抖運動時,鏡頭和感光芯片的位置保持相對一致的位置,這樣帶來的優(yōu)勢是在防抖過程中畫質(zhì)沒有太多變化,且圖片邊緣畫質(zhì)沒有明顯降低。
記憶金屬式防抖能夠快速實現(xiàn)精準防抖的原因在于記憶金屬形變力量是超越普通懸絲式防抖百倍甚至千倍的存在。值得注意的是,記憶金屬式防抖的驅(qū)動馬達為直徑極小的金屬絲,在手機傳感器越來越大的今天,記憶金屬式防抖越來越適應(yīng)智能手機的發(fā)展潮流。